專利名稱：一種液壓支架及其增壓裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及煤礦機械技術領域，特別涉及一種用于液壓支架的增壓裝置。本 實用新型還涉及一種包括上述增壓裝置的液壓支架。
背景技術：
隨著我國經濟建設的快速發(fā)展，煤炭等工業(yè)不斷朝著機械化、自動化的方向發(fā)展， 綜合機械化采煤設備越來越廣泛地應用于各種地質條件的煤炭生產之中。液壓支架是綜合機械化采煤設備的重要組成部分，它能夠可靠而有效地支撐和控 制采煤工作面的頂板，隔離采空區(qū)，防止矸石進入回采工作面。液壓支架與采煤機配套使 用，實現了綜合機械化采煤，解決機械化采煤工作中頂板管理落后于采煤工作的矛盾，改善 和提高采煤和運輸設備的效能，減輕煤礦工人的勞動強度，保障了煤礦工人的生命安全，液 壓支架的適應性和可靠性對綜合采煤作業(yè)的安全性以及生產效率具有較大影響。請參考圖1，圖1為一種典型的液壓支架的結構示意圖。典型的液壓支架一般包括底座13，底座13的適當位置安裝有立柱12 (立柱為液 壓缸的一種，通過缸桿的伸縮驅動其他部件的上下運動)，立柱12的缸底安裝于上述底座 13上，且其缸桿安裝于頂梁11，以通過立柱12的伸出和縮回，驅動頂梁11上升和下降，立 柱12通過油路與遠程泵站(一般地，由于煤礦作業(yè)環(huán)境中特殊的防火防爆要求，泵站一般 設置于遠離作業(yè)現場的位置)相連，通過泵站中的泵出的液壓油為立柱12提供支護力。立柱12是液壓支架的動力部件，驅動液壓支架的升降，并且為液壓支架提供支護 力，因此，立柱12所提供的支護力的大小直接影響著液壓支架的支護能力，隨著煤礦工作 面的長度不斷加長，液壓支架的立柱12普遍存在著初撐力不足的現象，從而限制了液壓支 架的支護能力。為了提高立柱12的輸出壓力，從而提高液壓支架的支護能力，一般采取提高泵站 工作壓力的方式，但是，受到技術水平和裝備能力的限制，泵站工作壓力的提高幅度有限， 限制了立柱12輸出壓力的進一步提高；并且，由于泵站遠離作業(yè)現場，泵站中的液壓油通 過油路泵入立柱12的過程中，沿程壓力損失較大，造成了較大的能量浪費。因此，如何進一步提高液壓支架立柱的輸出壓力，從而提高液壓支架的支護能力， 并且降低不必要的能量消耗，提高能量利用率，就成為本領域的技術人員亟須解決的問題。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種增壓裝置，其能夠顯著提高液壓支架立柱的輸出壓 力，從而提高液壓支架的支護能力；本實用新型的另一目的是提供一種包括上述增壓裝置 的液壓支架。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種增壓裝置，用于液壓支架的立柱，包 括具有內腔的閥體和沿所述內腔的軸向運動、并將所述內腔分隔成第一腔體和第二腔體 的活塞；所述第一腔體的徑向截面的面積小于所述第二腔體的徑向截面的面積；所述活塞包括與所述第一腔體配合的第一活塞和與所述第二腔體配合的第二活塞；所述第一腔體的 第一油口通過第一單向閥與所述立柱下腔連通，且通過第二單向閥與所述油源連通；所述 第一單向閥自所述第一腔體向所述立柱下腔導通，所述第二單向閥自所述油源向所述第一 腔體導通；所述第二腔體的第二油口可選擇地與所述油源或回油箱連通。優(yōu)選地，所述第一活塞的上端面與所述第二活塞的下端面的面積比為1 1.5 1 15。優(yōu)選地，所述面積比為1 2.3。優(yōu)選地，還包括換向閥；所述第二腔體通過所述換向閥與所述油源或回油箱可選 擇地連通。優(yōu)選地，所述換向閥為二位三通換向閥。優(yōu)選地，所述換向閥的先導閥與所述第一腔體的第三油連通；當所述第一腔體充 滿液壓油時，所述第三油口與所述先導閥連通。優(yōu)選地，所述活塞與所述閥體相接觸的部分均通過密封部件實現液密封。優(yōu)選地，所述油源與所述立柱的下腔通過第三單向閥連通，且所述第三單向閥的 導通方向為由所述油源向所述立柱的下腔。優(yōu)選地，所述閥體通過螺栓安裝于所述立柱的外壁。本實用新型還提供一種液壓支架，包括上述任一項所述的增壓裝置。本實用新型所提供的增壓裝置，用于液壓支架的立柱，包括具有內腔的閥體和沿 內腔的軸向運動、并將內腔分隔成第一腔體和第二腔體的活塞；活塞包括與第一腔體相配 合的第一活塞和與第二腔體配合的第二活塞，第一腔體的徑向截面的面積小于第二腔體的 徑向截面的面積；第一腔體的第一油口通過第一單向閥與立柱下腔連通，且通過第二單向 閥與油源連通；第二腔體的第二油口可選擇地與油源或回油箱連通；第一單向閥自第一腔 體向立柱下腔導通，第二單向閥自油源向所述第一腔體導通。當第二油口與油源連通時，第一腔體和第二腔體均與油源連通，而位于第一腔體 中的第一活塞的徑向截面，小于位于第二腔體中的第二活塞的徑向截面，則油源中輸出的 壓力油通過第二油口流入第二腔體，并推動活塞向第一腔體運動，則第一腔體中的壓力油 被擠入立柱的下腔；當活塞在第一腔體中運動至預定的極限位置時，令第二油口與回油箱 連通，則第二腔體與油源截止，油源中輸出的壓力油通過第一油口流入第一腔體，并驅動活 塞向第二腔體運動，將第二腔體中的壓力油擠入回油箱；當活塞在第二腔體中運動至極限 位置時，令第二油口與油源連通，重復以上過程，從而不斷增加立柱下腔的壓力，進而顯著 提高了立柱的輸出壓力和液壓支架的支護能力。在一種優(yōu)選的實施方式中，本實用新型所提的增壓裝置還可以包括換向閥，該換 向閥至少包括第一閥位和第二閥位，第二腔體交替地通過第一閥位與油源連通，或者通過 第二閥位與回油箱連通，也即第二腔體通過該換向閥與油源或者回油箱可選擇地連通，且 該換向閥的先導閥與第一腔體的第三油口連通，當活塞向下運動至極限位置時，第三油口 與先導閥連通，這樣，通過換向閥實現活塞在腔體中的運動方向的改變，并且，當活塞向下 運動至極限位置后，第一腔體中的壓力油部分進入先導閥，推動先導閥中的彈簧運動，驅動 換向閥換向；而當活塞向上運動時，第三油口被活塞截止，彈簧失去壓力油對其的作用力， 彈簧反向運動，驅動換向閥反向換向；這樣，通過換向閥的作用使得活塞在需要換向時能夠實現自動換向，從而提高了增壓裝置的自動化水平，并且提高了裝置的換向精度。在另一種優(yōu)選的實施方式中，本實用新型所提供的增壓裝置的閥體安裝于立柱外 壁的適當位置，距離立柱的位置較近，從而避免了遠程輸送壓力油所造成的壓力損失，進而 顯著提高了能量的利用率。
圖1為一種典型的液壓支架的結構示意圖；圖2為一種包括本實用新型所提供增壓裝置的液壓支架的結構示意圖；圖3為本實用新型所提供增壓裝置一種具體實施方式
的原理圖；圖4為圖3中A部分的放大圖；圖5為本實用新型所提供增壓裝置另一種具體實施方式
的結構示意圖；圖6為圖5所示增壓裝置A-A方向的剖視示意圖；圖7為圖5所示增壓裝置B-B方向的剖視示意圖。
具體實施方式
本實用新型的核心是提供一種增壓裝置，其能夠顯著提高液壓支架立柱的輸出壓 力，提高液壓支架的支護能力；本實用新型的另一核心是提供一種包括上述增壓裝置的液 壓支架。為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型的技術方案，
以下結合附圖和具 體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。請參考圖2、圖3以及圖4，圖2為一種包括本實用新型所提供增壓裝置的液壓支 架的結構示意圖；圖3為本實用新型所提供增壓裝置一種具體實施方式
的原理圖；圖4為 圖3中A部分的放大圖。在一種具體實施方式
中，本實用新型所提供的增壓裝置0，安裝于液壓支架的立柱 1的適當位置，通常，每個液壓支架具有兩個立柱1，則上述增壓裝置0也應為兩個，分別安 裝于兩個立柱1的適當位置。增壓裝置0包括閥體2和活塞3，上述閥體2包括位于其中部 的內腔21，上述活塞3沿上述內腔21的軸向運動，并將內腔21分隔為第一腔體211和第二 腔體212 ；上述第一腔體211的側壁開設有第一油口 41，第一腔體211通過該第一油口 41 以及第一單向閥51與立柱1的下腔連通，并通過第一油口 41以及第二單向閥52與所述油 源01連通，上述第一單向閥51的導通方向為自第一腔體211向立柱1的下腔的方向，上述 第二單向閥52的導通方向為自油源01向第一腔體211的方向；上述第二腔體212的側壁 開設有第二油口 42，并通過該第二油口 42可選擇地與油源01或回油箱02連通；上述第一 腔體211的徑向截面小于第二腔體212的徑向截面；上述活塞3包括與第一腔體211相配 合的第一活塞31和與第二腔體212相配合的第二活塞32。眾所周知地，上述第一活塞31與第一腔體211相配合是指，第一活塞31的徑向截 面與上述第一腔體211的徑向截面相等，第二活塞32與第二腔體212相配合是指，第二活 塞32的徑向截面與上述第二腔體212的徑向截面相等。具體地，為了保證增壓裝置0的正常工作，第一活塞31包括位于第一腔體211的 第一活塞的上端面61，第二活塞32包括位于第二腔體212的第二活塞32的下端面62 ；上述第一油口 41與第一腔體211的頂面63的軸向距離HI，小于第一活塞的上端面61與第一 腔體211的頂面63的軸向距離H2 ；上述第二油口 42與第二腔體212的底面64的距離H3， 小于第二活塞32的下端面62與第二腔體212的底面64的距離H4。需要指出的是，文中所述的上端面61、下端面62中的方位詞上、下與圖中所示的 方向相匹配，在實際使用過程中，上端面61和下端面62根據增壓裝置0的設置方向的不同 而具有位置的改變，兩端面并非局限于嚴格意義上的上下方向。另外，文中軸向是指活塞3運動的方向，相應地，徑向是指與活塞3運動的方向相 垂直的方向。上述第一活塞31和第二活塞32可以均為圓柱體，顯然地，上述第一腔體211的結 構形狀應與第一活塞31的結構形狀相匹配，第二腔體212的結構形狀應與第二活塞32的 結構形狀相匹配，則當第一活塞31和第二活塞32為圓柱體時，第一腔體211和第二腔體 212也為圓柱形腔體。上述第一活塞31和第二活塞32的形狀也不局限于圓柱體，相應地，第一腔體211 和第二腔體212也不局限于圓柱形腔體。上述第一活塞的上端面61與第二活塞32的下端面62的面積比可以為1 1.5 1 15。上述兩活塞徑向截面的面積比為增壓比，該增壓比能夠反映出每一個增壓循環(huán)的 過程中裝置的增壓能力。當壓力油通過第二油口 42進入到第二腔體212中后，推動活塞向 第一腔體211運動，設定壓力油作用于第二活塞32的下端面62上的壓力為單位壓力，由于 第二活塞32的下端面62的面積大于第一活塞31的上端面61的面積，則第一活塞31的上 端面61作用于第一腔體211中的壓力油的壓力與單位壓力的比值為第一活塞31的上端面 61的面積與第二活塞32的下端面62的面積的反比，因此，增壓比越大，增壓裝置0的增壓 能力越強。理論上來講，在施工的過程中希望增壓比盡量大一些，以提高增壓能力，降低增壓 的頻率；但是，受到現場環(huán)境以及施工設備工作強度的限制，增壓比一般需限定在適當的范 圍之內。上述面積比的優(yōu)選方案為1 2.3。在目前的生產條件下，上述面積比既能夠 滿足使用要求，又能夠盡量提高增壓裝置0的增壓能力。顯然地，上述面積比也不局限于 1 2. 3，在生產條件逐漸改善的情況下，上述面積比可以進行相應的改進和調整，上述面 積比的具體數值不應受到本說明書的限制。當第二油口 42與油源01連通時，第一腔體211和第二腔體212均與油源01連通， 而位于第一腔體211中的第一活塞31的徑向截面，小于位于第二腔體212中的第二活塞32 的徑向截面，則油源中輸出的壓力油通過第二油口 42流入第二腔體212，并推動活塞3向 第一腔體211運動，則第一腔體211中的壓力油被擠入立柱1的下腔；當第一活塞31在第 一腔體211中運動至預定的極限位置時，令第二油口 42與回油箱02連通，則第二腔體212 與油源01截止，油源01中輸出的壓力油通過第一油口 41流入第一腔體211，并驅動活塞3 向第二腔體212運動，將第二腔體212中的壓力油擠入回油箱02 ；當活塞3在第二腔體212 中運動至極限位置時，令第二油口 42與油源01連通，重復以上過程，從而不斷增加立柱1 下腔的壓力，進而顯著提高了立柱1的輸出壓力和液壓支架的支護能力。請繼續(xù)參考圖3和圖4，在另一種具體實施方式
中，本實用新型所提供的增壓裝置0還可以包括換向閥7 ；該換向閥7至少包括第一閥位71和第二閥位72，上述第二腔體212 交替地通過第一閥位71與油源01連通，或者通過第二閥位72與回油箱02連通。這樣，通 過換向閥7實現活塞3在腔體2中的運動方向的改變，使得活塞3在需要換向時能夠實現 自動換向，從而提高了增壓裝置0的自動化水平，并且提高了裝置的換向精度。上述換向閥7可以具體為二位三通換向閥。該種換向閥在二位換向閥中較為簡 單，成本較低，既能夠滿足使用要求，又能夠節(jié)約生產成本。上述換向閥7也不局限于二位三通換向閥，其主要功能是實現活塞3的自動換向， 只要能夠實現該功能的任何具體形式的換向閥都可以作為本實用新型的具體實施方式
。設定活塞3位于閥體2的上部(即位于第一腔體211中)時為增壓裝置0工作的 初始狀態(tài)，此時，換向閥7處于第一閥位71，上述第二腔體212通過第一閥位71與油源01 連通；當活塞3繼續(xù)沿閥體2向上運動至某一極限位置時(也即第二腔體212中充滿壓力 油時)，換向閥7的控制油路控制其換向，第二腔體72通過第二閥位72與回油箱02連通， 此時，油源01與第二腔體212處于截止狀態(tài)，而油源01與第二腔體212連通，壓力油通過 第二單向閥52流入第一腔體211，從而驅動活塞3向下運動，并將第二腔體212中的壓力油 壓入回油箱02 ；當活塞3向下運動至某極限位置時(也即第一腔體211中充滿壓力油時)， 換向閥7換向至第一閥位71，并通過第一閥位71將油源01與第二腔體212連通，向第二腔 體212中泵入壓力油，驅動活塞3向上運動，并將第一腔體211中的壓力油壓入立柱1的下 腔；上述過程自動循環(huán)運行，通過不斷壓入立柱1的下腔的壓力油，從而不斷增加立柱1的 支撐力至預定值，顯著提高了液壓支架的支護能力。上述換向閥7的先導閥與第一腔體211的第三油口 43連通，當活塞3向下運動至 極限位置時，第三油口 43與先導閥連通，這樣，通過換向閥7實現活塞3在內腔21中的運 動方向的改變，并且，當活塞3向下運動至極限位置后，第一腔體211中的壓力油部分進入 先導閥，推動先導閥中的彈簧運動，驅動換向閥7換向；而當活塞3向上運動時，第三油口 43被活塞3截止，彈簧失去壓力油對其的作用力，彈簧反向運動，驅動換向閥7反向換向； 這樣，通過換向閥7的作用使得活塞3在需要換向時能夠實現自動換向，從而提高了增壓裝 置0的自動化水平，并且提高了裝置的換向精度。需要指出的是，上述活塞3的換向形式并不局限于通過換向閥7換向，也可以為其 他能夠控制活塞3換向的具體方式。上述活塞3與閥體2相接觸的部分可以均通過密封部件8實現液密封，以提高增
壓可靠性。請參考圖5至圖7，圖5為本實用新型所提供增壓裝置另一種具體實施方式
的結 構示意圖；圖6為圖5所示增壓裝置A-A方向的剖視示意圖；圖7為圖5所示增壓裝置B-B 方向的剖視示意圖。在另一種具體實施方式
中，本實用新型所提供的增壓裝置還可以包括第三單向閥 53，上述油源01與立柱1的下腔通過第三單向閥53連通，且第三單向閥53的導通方向為 由油源01向立柱1的下腔。上述閥體2可以通過螺栓9安裝于立柱1的外壁。將閥體2安裝于立柱1外壁的 適當位置，距離立柱1的位置較近，從而避免了遠程輸送壓力油所造成的壓力損失，進而顯 著提高了能量的利用率。
7[0055]顯然地，上述閥體2僅需固定安裝于立柱1的外壁，使用螺栓連接的方式能夠實現 閥體2和立柱1可拆裝地連接，以便于安裝和拆卸；但是，閥體2與立柱1的具體安裝方式 也不局限于螺栓連接，其也可以為本領域中常規(guī)使用的其他安裝方式，例如焊接等。除了上述增壓裝置0，本實用新型還提供一種包括上述增壓裝置0的液壓支架，上 述液壓支架的其他各部分結構請參考現有技術，在此不再贅述。以上對本實用新型所提供的一種液壓支架及其增壓裝置進行了詳細介紹。本文中 應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于 幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來 說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改 進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。
權利要求一種增壓裝置，用于液壓支架的立柱(1)，其特征在于，包括具有內腔(21)的閥體(2)和沿所述內腔(21)的軸向運動、并將所述內腔(21)分隔成第一腔體(211)和第二腔體(212)的活塞(3)；所述第一腔體(211)的徑向截面的面積小于所述第二腔體(212)的徑向截面的面積；所述活塞(3)包括與所述第一腔體(211)配合的第一活塞(31)和與所述第二腔體(212)配合的第二活塞(32)；所述第一腔體(211)的第一油口(41)通過第一單向閥(51)與所述立柱(1)下腔連通，且通過第二單向閥(52)與所述油源(01)連通；所述第一單向閥(51)自所述第一腔體(211)向所述立柱(1)下腔導通，所述第二單向閥(52)自所述油源(01)向所述第一腔體(211)導通；所述第二腔體(212)的第二油口(42)可選擇地與所述油源(01)或回油箱(02)連通。
2.根據權利要求1所述的增壓裝置，其特征在于，所述第一活塞(31)的上端面(61)與 所述第二活塞(32)的下端面(62)的面積比為1 1.5 1 15。
3.根據權利要求2所述的增壓裝置，其特征在于，所述面積比為1 2.3。
4.根據權利要求1至3任一項所述的增壓裝置，其特征在于，還包括換向閥(7)；所述 第二腔體(212)通過所述換向閥(7)與所述油源(01)或回油箱(02)可選擇地連通。
5.根據權利要求4所述的增壓裝置，其特征在于，所述換向閥(7)為二位三通換向閥。
6.根據權利要求4所述的增壓裝置，其特征在于，所述換向閥(7)的先導閥(73)與所 述第一腔體(211)的第三油口(43)連通；當所述第一腔體(211)充滿液壓油時，所述第三 油口(43)與所述先導閥(73)連通。
7.根據權利要求1至3任一項所述的增壓裝置，其特征在于，所述活塞(3)與所述閥體 (2)相接觸的部分均通過密封部件(8)實現液密封。
8.根據權利要求1至3任一項所述的增壓裝置，其特征在于，所述油源(01)與所述立 柱(1)的下腔通過第三單向閥(53)連通，且所述第三單向閥(53)自所述油源(01)向所述 立柱(1)的下腔導通。
9.根據權利要求1至3任一項所述的增壓裝置，其特征在于，所述閥體(2)通過螺栓 (9)安裝于所述立柱(1)的外壁。
10.一種液壓支架，其特征在于，包括權利要求1至9任一項所述的增壓裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種用于液壓支架的增壓裝置，包括具有內腔的閥體(2)以及沿內腔運動并將內腔分成第一腔體(211)和截面面積小于第一腔體(211)的第二腔體(212)的活塞(3)；活塞(3)有與兩腔體配合的兩部分；第一腔體(211)的第一油口(41)通過定向導通的第一單向閥(51)與立柱(1)下腔連通，且通過定向導通的第二單向閥(52)與油源(01)連通；第二腔體(212)的第二油口(42)與油源(01)或回油箱(02)連通。通過活塞(3)在內腔中的運動，增加立柱(1)下腔的壓力，提高液壓支架的支護能力。本實用新型還提供一種包括上述增壓裝置的液壓支架。
文檔編號E21D23/26GK201581912SQ200920299998
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權日2009年12月23日
發(fā)明者丁少華, 于洋, 賈春強 申請人:三一重型裝備有限公司